蒲公英根多糖提取及蒲公英多糖饮料的研制

张 静，温 暖，刘阳洋，翁 睿，谭振洪，陈井权，徐树来

（1.哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江哈尔滨 150076；2.黑龙江省普通高校食品科学与工程重点实验室，黑龙江哈尔滨 150076；3.海伦野泰食品加工有限公司，黑龙江绥化 152000）

0 引言

蒲公英 （Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz） 多年生草本植物，植株内有白色乳汁，是国家卫计委公布的药食同源材料之一。我国除华南地区外，几乎各地都有分布[1-2]。其药用价值早已载入各种医书，性平味甘、微苦，可清热解毒、消肿散结[3]，有“天然抗生素”之美称。在食用方面，近年已被一些国家和地区列为“天然野味”“健康食品”。蒲公英的化学成分主要有多糖类、黄酮类[4]、三萜类、甾醇类和香豆精类等[5]。其中的多糖作为重要组分，具有抗肿瘤[6]、抗病毒、抗衰老、抗辐射、降血糖等多种作用[7]。研究发现，用苯酚-硫酸法测得蒲公英各组分多糖含量，其根、花、叶中多糖含量分别为42.75%，11.21%，9.63%，其中蒲公英根多糖含量最高[8]，试验以蒲公英根为原料，制作出方便携带、使用简单、口感极佳的功能性饮料，适应了未来市场需要[9-10]。以探究蒲公英产品开发及综合利用的新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蒲公英根，要求呈棕色、均匀小段的干燥蒲公英根，海伦野泰食品加工有限公司提供；葡萄糖标准品，中国食品药品鉴定研究院提供；石油醚（30～60℃）、无水乙醇、丙酮、95%乙醇、90%苯酚溶液、浓硫酸等化学试剂均为分析纯，天津市天力化学试剂有限公司提供；蒲公英根原液、蒲公英根多糖，实验室制备；柠檬酸、甜菊糖，天津市天力化学试剂有限公司提供。

1.2 仪器与设备

KQ-500VDED型双频数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司产品；索氏提取器，实验室组合；DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱，上海恒科有限公司产品；DEF-500型摇摆式高速万能粉碎机，温岭市林大机械有限公司产品；TDL-4A型离心机，上海菲恰尔分析仪器有限公司产品；R2050型旋转蒸发器、W20513型数控恒温浴锅，上海申胜生物技术有限公司产品；透析膜，上海易佰聚经贸有限公司产品；V5000型可见分光光度计，上海元析仪器有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 标准曲线的建立

葡萄糖标准曲线的建立参考文献所述方法[11]。

1.3.2 多糖的提取

（1）蒲公英根多糖提取的操作要点。①材料预处理，将干燥的蒲公英根洗净，于50℃条件下干燥至恒质量，用中草药粉碎机磨成粉末，过80目筛备用；②脱脂，将蒲公英根粉末用滤纸包好，放入索氏提取器中，于50℃条件下石油醚回流脱脂3～4 h[12]；③单糖和寡糖的去除，将脱脂后的滤纸包风干，再用80%乙醇回流2 h；④热水浸提，将回流后的滤纸包风干，各取5 g进行单因素及正交试验；⑤除蛋白，用木瓜蛋白酶解蛋白[13]；⑥醇析，向提取液中缓缓加入95%的乙醇，并用玻璃棒缓慢搅拌，使乙醇体积分数达到80%，静置4 h，以转速4 000 r/min离心5 min；⑦浓缩，取离心后的上清液，用旋转蒸发器进行蒸发浓缩至原体积的1/3[14]；⑧纯化，浓缩后的溶液用80%乙醇沉淀蒲公英根多糖，以转速4 000 r/min离心5 min，多糖沉淀分别用无水乙醇、丙酮洗3次，真空干燥得精制多糖。

（2）蒲公英根多糖提取的单因素试验及正交试验。以蒲公英根多糖的得率为评价指标。各单因素固定化水平分别设定为料液比1∶30，提取温度80℃，提取时间3 h，提取次数2次，各单因素变量分别设置为料液比1∶20，1∶30，1∶40，1∶50（g∶mL）；提取温度60，70，80，90℃；提取时间1，2，3，4 h；提取次数1，2，3，4次。准确称取5 g过80目筛的脱脂蒲公英根粉进行单因素试验，平行3次取平均值，纯化后计算多糖得率。在单因素试验的基础上采用L9（34）正交试验优化提取条件。

蒲公英根多糖提取因素与水平设计见表1。

表1 蒲公英根多糖提取因素与水平设计

1.3.3 蒲公英根多糖得率的计算

通过标准曲线回归方程，利用下式求出蒲公英根多糖的得率[15]。

式中：Y——蒲公英根多糖的得率，%；

C——蒲公英根多糖的质量浓度，mg/mL；

N——稀释的倍数；

m——称取蒲公英根粉末的质量，g。

1.4 蒲公英根多糖饮料的研制

1.4.1 操作要点

（1） 原液制备。取预处理蒲公英根粉5 g，以料液比1∶40加蒸馏水，水浴温度80℃，保温3 h，提取2次，合并2次离心所得上清液[16]。

（2）复配。以蒲公英原液为基液，按正交试验最优配方，强化添加蒲公英根多糖、柠檬酸、甜菊糖，复配蒲公英饮料。

（3） 精滤。依次用60，80，100，200目的滤袋过滤，过滤后所得产品无肉眼可见杂质[17]。

（4）灭菌。采用高温灭菌，将滤液煮沸约1 min后迅速灌入PET瓶中，封盖后倒立，利用液体余热对瓶体和瓶盖灭菌[18-19]。

（5）冷却。迅速用冷水将成品冷却至室温[20]。

1.4.2 饮料复配试验

在文献和预试验的基础上，得到蒲公英原液添加量为56%～64%，蒲公英根多糖添加量为2.52%～3.04%，甜菊糖添加量为1.5%～2.5%，柠檬酸添加量为0.08%～0.16%。为得到最佳配方，进行四因素三水平正交试验。

饮料配方因素与水平设计见表2。

表2 饮料配方因素与水平设计

1.5 蒲公英根多糖饮料品质评价

对配制饮料的色泽、香气、滋味和组织状态进行感官评定。根据蒲公英根多糖饮料的特点，制定感官评分标准[21-23]。

蒲公英根多糖饮料感官评分标准见表3。

表3 蒲公英根多糖饮料感官评分标准

2 结果与分析

2.1 标准曲线的绘制

可见分光光度计在490 nm处，分别测定不同浓度梯度的葡萄糖标准溶液的吸光度，以葡萄糖标准液的质量浓度作为横坐标，吸光度作为纵坐标绘制标准曲线。

葡萄糖标准曲线见图1。

图1 葡萄糖标准曲线

由图1可知，其回归方程为Y=12.971X+0.0057，R2=0.998 8，具有良好的线性关系。

2.2 蒲公英根多糖提取的单因素试验结果分析

2.2.1 料液比对蒲公英根多糖得率的影响

料液比对蒲公英根多糖得率的影响见图2。

图2 料液比对蒲公英根多糖得率的影响

由图2可知，随着料液比的增加，蒲公英根多糖含量呈上升趋势，直到料液比为1∶40时，曲线开始下降。说明随着料液比中溶剂量的升高，蒲公英根多糖提取率有所增加，直到最高，当料液比中溶剂用量继续增加，水的添加量增大，蒲公英根多糖被稀释，其提取率反而下降，且用水量增大，会加大后期浓缩能耗[24]。因此，选择适合的料液比1∶30～1∶50。

2.2.2 提取时间对多糖得率的影响

提取时间对蒲公英根多糖得率的影响见图3。

图3 提取时间对蒲公英根多糖得率的影响

由图3可知，随着提取时间的增加，蒲公英根多糖含量缓慢增加，直到3 h后，有所下降。说明在一定浸提时间范围内，随着时间的延长，蒲公英根多糖逐渐被溶出，直到全部。当浸提时间过长时，蒲公英根多糖由于提取时间过长及长时间的高温而发生降解，从而多糖得率下降。而且提取时间过长会造成整体操作的效率降低。因此，选择适宜的提取时间为2～4 h。

2.2.3 提取次数对蒲公英根多糖得率的影响

提取次数对蒲公英根多糖得率的影响见图4。

图4 提取次数对蒲公英根多糖得率的影响

由图4可知，随着提取次数的增加蒲公英根多糖含量逐渐增加，初次的提取，未能将其提取完全。在提取3次时，蒲公英根多糖的提取达到完全，提取次数继续增加，蒲公英根多糖含量有所减少。说明，提取次数增加，蒲公英根多糖质量浓度越来越小，而水分越来越多，多次提取也会导致部分多糖分解，即含量减少。多次的提取也会增加提取时间、降低提取效率、增加试验成本。因此，选择适合的提取次数为2～4次。

2.2.4 提取温度对蒲公英根多糖得率的影响

提取温度对蒲公英根多糖得率的影响见图5。

由图5可知，随着提取温度的升高，蒲公英根多糖得率逐渐增加，但70℃以后，蒲公英根多糖得率逐渐下降，说明高温能够提高传质速度并且能够增加蒲公英根多糖的溶解度[25]，同时，高温对蒲公英细胞壁起到一定的破坏作用，有利于多糖的浸出，当温度过高时，蒲公英根多糖的浸出率呈下降趋势，因为高温导致了蒲公英根多糖的降解，降低了多糖的浸出率，所以多糖得率减少。因此，选择适宜的提取温度为60～80℃。

图5 提取温度对蒲公英根多糖得率的影响

2.3 蒲公英根多糖提取的正交试验结果及分析

在单因素试验的基础上进行正交试验，优化提取工艺，以蒲公英根多糖得率为衡量指标。

正交试验结果见表4。

表4 正交试验结果

由表4极差R可知，料液比是热水浸提蒲公英根多糖最主要的因素，其次是提取时间、提取次数，最后是提取温度。考虑到生产的成本，确定蒲公英根部热水浸提的最佳参数组合为A3B2C2D2，即料液比1∶40，提取温度80℃，提取时间3 h，提取次数2次。在此条件下，通过验证试验，蒲公英根多糖得率为 8.945%。

2.4 饮料感官评价结果及分析

蒲公英多糖饮料的感官评价见表5

根据极差R的大小，从表5中可以看出蒲公英多糖饮料的最佳配方方案为A3B3C3D1，即蒲公英原液添加量64%，蒲公英根多糖添加量3.04%，柠檬酸添加量0.08%，甜菊糖添加量2.5%。以此配方制备的蒲公英饮料中，蒲公英多糖含量为5.18%，且产品呈淡黄色，具有蒲公英特有的清香，入口甜酸适宜且略带苦味，液体呈透明状，无沉淀，稳定性好。

表5 蒲公英多糖饮料的感官评价

3 结论

通过单因素试验及正交试验，确定了蒲公英根多糖的最优提取工艺为料液比1∶40，提取时间3 h，提取温度80℃，提取次数2次，在此条件下，蒲公英根多糖得率为8.945%；同时，以蒲公英原液为基液，强化添加蒲公英根多糖，再辅以柠檬酸、甜菊糖等，复配研制蒲公英多糖饮料，并获得了蒲公英饮料的最佳配方为蒲公英原液64%，蒲公英根多糖添加量3.04%，柠檬酸添加量0.08%，甜菊糖添加量2.5%，以该配方制备的饮料中蒲公英多糖含量为5.18%，能够较好地发挥保健作用，且产品为淡黄色，具有蒲公英特有的清香，入口甜酸适宜且略带苦味，液体呈透明状，无沉淀，稳定性好。

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